体硅微加工技术培训教材.pptx

湿法腐蚀的缺点：图形受晶向限制，深宽比较差，倾斜侧壁，小结构粘附。 ;干法刻蚀的优点： 具有分辨率高、各向异性腐蚀能力强、腐蚀的选择比大、能进行自动化操作等 干法刻蚀的过程： 腐蚀性气体离子的产生 离子向衬底的传输 吸附及反应 衬底表面的腐蚀 钝化及去除 腐蚀反应物的排除;干法腐蚀的主要形式： *纯化学过程：（等离子体腐蚀 ) *纯物理过程： (离子刻蚀、离子束腐蚀） *物理化学过程：反应离子腐蚀RIE ，感应耦合等离子体刻蚀ICP.;在物理腐蚀方法中，利用放电时所产生的高能惰性气体离子对材料进行轰击，腐蚀速率与轰击粒子的能量、通量密度以及入射角有关； 在化学腐蚀中，惰性气体（如四氟化碳）在高频或直流电场中受到激发并分解（如形成氟离子），然后与被腐蚀材料起反应形成挥发性物质； 在物理化学结合的方法中，既有粒子与被腐蚀材料的碰撞，又有惰性气体与被腐蚀材料的反应。;反应离子刻蚀;等离子腐蚀;;? 离子轰击的作用： 1.将被刻蚀材料表面的原子键破坏； 2.将再淀积于被刻蚀表面的产物或聚合物打掉;DRIE、ICP刻蚀工艺;1.现象 （1）各向同性腐蚀 （2）各向异性腐蚀 （3）溅射腐蚀 ;（1）速率高 （2）环境清洁，工艺兼容性好。 （3）掩膜选择性好 30：1 （4）表面光洁度好，应力集中少 （5）无晶向限制 ;（1）好的截面形状，易于满足铸模要求。 （2）高的腐蚀速率，适于体硅要求。 （3）利用各向同性腐蚀，满足牺牲层腐蚀要求。 （4）可用于活动结构制作。 （5）可用于高深宽比结构制作。 ;反应离子深刻蚀;反应离子深刻蚀的要求： 需要较高的刻蚀速率，否则刻穿500um厚的硅片需要太长的时间； 需要极好的各向异性，即刻蚀的边壁垂直。 除了离子物理溅射之外，反应离子刻蚀从本质上是各向同性，为了阻止或减弱侧向刻蚀，只有设法在刻蚀的侧向边壁沉积一层抗刻蚀的膜。;Bosch工艺和Cryogenic工艺;八氟环丁烷离化后在底面和侧壁形成聚合物钝化层。 通入刻蚀气体SF6刻蚀掉底部钝化层，并进一步刻蚀硅。新暴露的侧壁被新的钝化层覆盖。;离子溅射刻蚀;反应气体刻蚀;参数;其它物理刻蚀技术;;; 固??激光器 ◎YAG（结晶母材由钇、铝和石榴石构成）激光器 ◎红宝石激光器;;;;;电火花加工 利用两个电极间的火花放电产生的高热使火花放电区的材料熔化； 对材料的要求是导电 特点： 可加工导体或半导体超硬材料 非接触加工 可制作高深宽比结构;;;;;;;工作原理：工件接阳极，工具（铜或不锈钢）接阴极，两极间加直流电压6～24V，极间保持0.1～1mm间隙。在间隙处通以 6～60m/S高速流动电解液，形成极间导电通路，工件表面材料不断溶解，溶解物及时被电解液冲走。工具阴极不断进给，保持极间间隙。 ;; 工件与磨轮保持一定接触压力，突出的磨料使磨轮导电基体与工件之间形成一定间隙。电解液从中流过时，工件产生阳极溶解，表面生成一层氧化膜，其硬度远比金属本身低，易被刮除，露出新金属表面，继续进行电解。电解作用与磨削作用交替进行，实现加工。;电子束加工;真空条件下，利用电流加热阴极发射电子束，经控制栅极初步聚焦后，由加速阳极加速，通过透镜聚焦系统进一步聚焦，使能量密度集中在直径5～10μm斑点内。 高速而能量密集的电子束冲击到工件上，被冲击点处形成瞬时高温（几分之一微秒时间内升高至几千摄氏度），工件表面局部熔化、气化直至被蒸发去除。 ;;离子束加工;超声波加工;;超声波加工;;; 工作原理：;;喷粉加工 ;喷粉加工的特点： 喷粉加工只适于脆性材料如玻璃和硅材料，不适于韧性材料 选择喷粉加工的掩模除了需要韧性外，还需要足够的厚度 喷粉加工是纯粹的机械加工 加工分辨率一般在50um以上 表面粗糙度一般在um量级;作业